内容发布更新时间 : 2024/12/26 20:29:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

杂环化合物

杂环化合物：成环原子除C外还有O、S、N、P等杂原子，且环系较稳定、具有一定芳香性的环状化合物。

下列化合物成环原子虽也含有杂原子，但环系不稳定，因此不属于杂环化合物范畴：

H3COOOOCH3OO 4、

OOONHO交酯 内酯 酸酐 内酰胺

一、分类和命名 （一）分类

杂环化合物分单杂环和稠杂环两大类。 （二）命名

1、一般采用音译，取同音汉字加“口”字旁作为类别名称，取代基标注位置； 2、只有一个杂原子时，杂原子为1号；

3、含有多个杂原子时，按O，S，N(H)，N顺序编号，且另外的杂原子位号尽量小； 4、常见稠杂环有固定的编号（表12-1）。 例如：

45631N2H

IINHI1、

67O 2、

4N132S 3、

1N2659N4N3HNHN 5、

75N786、

8 7、 8、

ONH2SO3HI 9、

CH2COOHNNNNH10、

O 11、

NH 12、 13、

O2NOCHO

N14、

OH 15、

OCH2OH 16、

NHCONH2 17、

N

CONHNH2COOHCOOH18、

N 19、

ClSN 20、

NCOOH 21、

NH

N22、

CH3 23、

COOH

解：1、呋喃 2、噻吩 3、吡咯 4、吡啶 5、吲哚 6、喹啉 7、嘌呤

8、??呋喃磺酸 9、四碘吡咯 10、四氢呋喃 11、??吲哚乙酸 12、6-氨基嘌呤 13、5－硝基－2－呋喃甲醛（??－硝基－?－呋喃甲醛） 14、8－羟基喹啉 15、?－呋喃甲醇 16、四氢吡咯 17、??吡啶甲酰胺 18、??吡啶甲酸 19、??吡啶甲酰肼 20、2,3?吡啶二甲酸 21、六氢吡啶 22、N-甲基吡咯 23、4-氯-2-噻吩甲(羧)酸

二、结构

（一）单杂五元环

H....H..OHH..噻吩H..H..H..SH..吡咯H..H..H..NHH呋喃

1、成环原子均为sp2，杂原子孤对电子参与共轭，?e=6，具芳香性； 2、芳香环上电荷密度非均化，因此芳香性﹤苯，较苯易加成；

3、芳香杂环属于5原子6电子的“富电子”体系，电荷密度>苯，故亲电取代活性>苯，且亲电取代主要进入α位（杂原子提供2个电子共轭，相当于给电子基的作用）； 4、吡咯中N的孤对电子完全参与共轭，因此其碱性?，反而显弱酸性； 5、O、S的另一对孤对电子因处于sp2，其碱性亦?（了解）。 6、咪唑、吡唑存在互变异构，例如：

H3CNHNH3CNNH4(5)—甲基咪唑

（二）单杂六元环（仅以吡啶为例）

......N..

1、成环原子均为sp2，N提供1e参与共轭，?e=6，具芳香性； 2、芳香环上电荷密度非均化，因此芳香性﹤苯，较苯易加成；

3、N电负性>C，因此环上电荷向N转移，吡啶环属于“缺电子”体系，亲电活性<苯， 且亲电取代主要进入?位（N相当于起到吸电子基作用）；

4、N孤对e不参与共轭，因此具有碱性，碱性>苯胺；孤对e处于sp2上，故其碱性<氨。

三、五元单杂环的化学性质（呋喃，噻吩，吡咯） （一）酸碱性

1、吡咯N的孤e参与共轭，碱性??，显弱酸性；

NH+ KOH (S)-NK++ H2O

2、吡咯的酸性介于醇酚间：醇＜吡咯＜酚

OHNH-10Ka =1.3 10×-151 10×CH3CH2OH-181 10×

3、吡咯与前系列各类含氮化合物碱性的比较：

酰亚胺<吡咯<酰胺<尿素<苯胺<氨<脂胺<季铵碱

例题：

NH2NHNH三者碱性强弱排序？

解：吡咯中N的孤对电子完全参与共轭；苯胺中N的孤对电子不完全参与共轭（N是接近于sp2的sp3杂化）；四氢吡咯属于环状仲胺，拥有孤对电子。 因此有碱性顺序：

（二）亲电取代

Br2, 0℃EtOHBr2, 0℃1，4—二口 恶烷Br2,HOAc r.t.BrBrNH2

BrNHOBr（四溴吡咯）NHOBrSSBr

1、呋喃、噻吩、吡咯均为富e体系，亲电活性>苯，且进入?位； 2、硝/磺化时：不可用强酸（了解）：

因杂原子遇强酸能质子化，破坏大π键显示共轭二烯性质，易聚合、氧化 ；可改用非质子性试剂。

3、亲电取代反应活性：吡咯>呋喃>噻吩>苯： 分析：（1）五元单杂环是富电子体系，电荷密度高于苯，因此苯的反应活性最小；

（2）噻吩中S的轨道匹配性最差，给电子能力在三个单杂环中最弱；

（3）O的电负性比N大，因此呋喃环的电荷密度小于吡咯，活性比吡咯小。

（三）加成

1、呋喃、噻吩、吡咯芳香性<苯，因此较苯易加成； 2、产物失去芳香性，性质类似脂杂环。